Singlemode vs multimode glasvezel: verschillen, fysica en keuzegids
Inhoud
U moet een datacenter, een FTTH-netwerk of een bedrijfsbackbone bekabelen — en u twijfelt tussen singlemode en multimode glasvezel. Het is niet alleen een kwestie van mantelkleur: beide technologieën berusten op verschillende fysische principes, vereisen onderling incompatibele actieve apparatuur en dekken duidelijk verschillende toepassingen. Deze gids legt de propagatiemechanismen uit, de huidige standaarden en hoe u zonder fouten kiest.
Wat is een propagatiemodus?
In een glasvezel plant het licht zich voort door totale interne reflectie: een kern van silica met een hoge brekingsindex wordt omringd door een mantel met een lagere index. Het indexverschil houdt het licht binnen de kern.
Een modus komt overeen met een afzonderlijk propagatiepad binnen de kern. Het licht kan dit pad onder verschillende hoeken volgen — elke hoek definieert een modus. Het aantal geleide modi hangt af van de kerndiameter en het indexverschil tussen kern en mantel, gekenmerkt door de parameter V (V-getal of genormaliseerde frequentie):
V = (π · d · NA) / λ — met d = kerndiameter, NA = numerieke apertuur, λ = golflengte. Als V < 2,405, is de vezel singlemode.
In multimode glasvezel laat de grote kerndiameter (50 of 62,5 µm) toe dat enkele honderden modi zich gelijktijdig voortplanten. Deze modi komen niet allemaal op hetzelfde moment aan het einde van de vezel aan — dit is modale dispersie, die de lichtpulsen verbreedt en het bandbreedte-afstandsproduct beperkt.
In singlemode glasvezel geleidt de zeer smalle kern (9 µm) slechts één enkele modus. Er is geen modale dispersie. De enige beperking is chromatische dispersie (de verschillende golflengten leggen de vezel met licht verschillende snelheden af), die over honderden kilometers beheersbaar blijft met een geschikte compensatie.
Singlemode glasvezel: eigenschappen en standaarden
Singlemode glasvezel gebruikt een kern met een diameter van 9 µm (buitenmantel 125 µm). Ze wordt gedefinieerd door verschillende ITU-T-standaarden afhankelijk van de toepassing:
- G.652D (OS2): FTTH- en telecomstandaard. Demping ≤ 0,4 dB/km bij 1310 nm, ≤ 0,3 dB/km bij 1550 nm. Onbeperkte bandbreedte over duizenden km.
- G.657A1 / A2: "bend-insensitive" vezel voor installatie in gebouwen. Minimale buigstraal 10 mm (A1) of 7,5 mm (A2). Compatibel met G.652D.
- G.657B3: ultraflexibele vezel voor aansluitkabels naar de abonnee. Minimale buigstraal 5 mm. Gebruikt in transparante kabels en decoratieve patchkabels.
De lichtbron is steevast een laser (Fabry-Perot- of DFB-laserdiode) die uitzendt bij 1310 nm (transmissie over korte afstand / bidirectioneel GPON-uplink) of 1550 nm (lange afstand, DWDM). De laser zendt een sterk gecollimeerde bundel uit die past bij de kleine kern van 9 µm.
De beschermende mantel is doorgaans geel (OS2 buiten/binnen), hoewel sommige singlemode patchkabels verkrijgbaar zijn in wit, donkerblauw of rood afhankelijk van de golflengte of het gebruik.
Singlemode OS2 patchkabels van Elfcam
- SC/APC–SC/APC OS2 simplex — residentiële FTTH-standaard (Orange, SFR, Bouygues, Free)
- SC/APC–SC/APC staalgepantserd — installatie in mechanisch veeleisende omgevingen
- LC/UPC–LC/UPC OS2 duplex — netwerkracks, optische switches
Multimode glasvezel: OM1, OM2, OM3, OM4, OM5
Multimode glasvezel bestaat in verschillende generaties, gedefinieerd door de normen ISO/IEC 11801 en ANSI/TIA-568:
- OM1: kern 62,5 µm, modale bandbreedte 200 MHz·km bij 850 nm. Oranje mantel. Verouderd — 1 Gbit/s over max. 275 m.
- OM2: kern 50 µm, bandbreedte 500 MHz·km. Oranje mantel. Beperkt — 10 Gbit/s over slechts 82 m.
- OM3: kern 50 µm, bandbreedte ≥ 2 000 MHz·km (VCSEL-optimized). Lichtblauwe / aqua mantel. Datacenterstandaard — 10 Gbit/s over 300 m, 40 Gbit/s over 100 m.
- OM4: kern 50 µm, bandbreedte ≥ 4 700 MHz·km. Violet / magenta mantel. 10 Gbit/s over 400 m, 100 Gbit/s over 150 m (MPO).
- OM5: kern 50 µm, ontworpen voor SWDM (Short Wavelength Division Multiplexing) over 4 golflengten. Limoengroene mantel. 400 Gbit/s over 150 m via SWDM4.
De lichtbron voor multimode vezels OM3/OM4 is steevast een VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) bij 850 nm. VCSEL's zijn goedkoper dan singlemode DFB-lasers, wat de lagere kosten van multimode transceivers voor korte afstanden verklaart.
OM3 of OM4 voor een nieuw datacenter?
Als u vandaag een datacenternetwerk uitrolt, kies dan rechtstreeks voor OM4. De meerkosten ten opzichte van OM3 zijn marginaal, maar met OM4 bereikt u 100 Gbit/s over 150 m met een bestaande MPO-12-kabel. Vermijd OM1 en OM2: ze ondersteunen geen 10G/25G-snelheden over nuttige afstanden.
Vergelijkingstabel singlemode vs multimode
| Criterium | Singlemode (SM / OS2) | Multimode OM3 | Multimode OM4 |
|---|---|---|---|
| Kerndiameter | 9 µm | 50 µm | 50 µm |
| Buitenmantel | 125 µm | 125 µm | 125 µm |
| Lichtbron | DFB- / Fabry-Perot-laser | VCSEL 850 nm | VCSEL 850 nm |
| Golflengte | 1310 nm / 1550 nm | 850 nm / 1300 nm | 850 nm / 1300 nm |
| Typische demping | 0,35 dB/km bij 1310 nm | 3,5 dB/km bij 850 nm | 3,5 dB/km bij 850 nm |
| Max. afstand 1 Gbit/s | > 100 km | 1 000 m | 1 000 m |
| Max. afstand 10 Gbit/s | > 40 km (LR) | 300 m | 400 m |
| Max. afstand 100 Gbit/s | 10–40 km | 100 m (MPO) | 150 m (MPO) |
| Mantelkleur | Geel (OS2) | Lichtblauw / Aqua | Violet / Magenta |
| Kabelkosten | Laag | Laag tot matig | Matig |
| Kosten SFP/SFP+-module | Hoger (precieze laser) | Lager (VCSEL) | Lager (VCSEL) |
| Hoofdtoepassing | FTTH, telecom, campus over lange afstand | Datacenter, SAN, 10G-backbone gebouw | Datacenter met hoge dichtheid, 40/100G |
| Normatieve standaard | ITU G.652D / G.657 | ISO 11801 OM3 / TIA-568 | ISO 11801 OM4 / TIA-568 |
Connectoren en kleurcodes
De kleur van de connector helpt om het type vezel en het type polijsting te identificeren:
- SC/APC groen: singlemode, polijsting onder 8° (hoek). Standaard PTO FTTH-connector in Frankrijk. Retourverlies ≥ 65 dB.
- SC/UPC blauw: singlemode, vlakke polijsting. Gebruikt in actieve apparatuur (SFP, OLT). Retourverlies ≥ 50 dB.
- LC/UPC blauw: singlemode of multimode afhankelijk van de bijbehorende vezel. Compact formaat, standaard voor datacenter en SFP-switches.
- LC/APC groen: singlemode, hoek 8°. Gebruikt in bepaalde telecomapparatuur en FTTH-distributiekabels.
- Beige/crème connectoren: multimode OM1 (62,5 µm) — verouderd.
- Lichtblauwe / aqua connectoren: multimode OM3 in LC-formaat.
Meng singlemode en multimode niet
Een singlemode kabel aangesloten op een multimode zender (of omgekeerd) genereert grote insertieverliezen (vaak 10–20 dB) en kan de verbinding volledig onbruikbaar maken. De incompatibele kerndiameters (9 µm vs 50 µm) verhinderen een efficiënte optische koppeling. Controleer altijd de samenhang tussen vezel en module vóór de installatie.
SFP-modules en compatibiliteit
De keuze van vezel en SFP-module zijn onlosmakelijk verbonden. SFP/SFP+-modules zijn er in varianten afhankelijk van het type vezel:
- SFP+ SR (Short Range): multimode OM3/OM4, 850 nm VCSEL, LC/UPC, 10 Gbit/s over 300/400 m — bv. ref 477, 2583
- SFP+ LR (Long Range): singlemode OS2, 1310 nm laser, LC/UPC, 10 Gbit/s over 10 km
- SFP 1.25G SM: singlemode OS2, SC/UPC, 1310 nm, 1 Gbit/s over 10–20 km — bv. ref 6603
- SFP 1.25G MM: multimode, LC/UPC, 850 nm, 1 Gbit/s over 550 m — bv. ref 6598
- GPON SFP OLT: singlemode SC/UPC, TX 1490 nm / RX 1310 nm, specifiek voor PON-netwerk — bv. ref 6618, 6631
De meeste moderne switches en routers accepteren beide types modules in hun SFP-poorten. Controleer de specificaties van uw actieve apparatuur om de DDM-compatibiliteit (Digital Diagnostic Monitoring) en de lijst met goedgekeurde modules te bevestigen.
Keuzegids per toepassing
Kies singlemode glasvezel OS2 als:
- FTTH- / FTTP-aansluiting (abonnee ↔ PTO ↔ box)
- Verbinding tussen gebouwen op een campus (afstand > 550 m)
- WAN- of metro-backbone (meerdere kilometers)
- Telecomnetwerk, DWDM/CWDM-transport
- PON-infrastructuur (GPON, XGS-PON, EPON)
- Industriële verbinding in een verstoorde omgeving (volledige immuniteit voor interferentie)
Kies multimode glasvezel OM3 of OM4 als:
- Horizontale bekabeling in datacenter (servers ↔ ToR-switch, < 100 m)
- SAN (Storage Area Network) fibre channel
- Verticale gebouwbackbone over korte afstand (< 300 m)
- Krap budget op talrijke korte verbindingen (goedkopere VCSEL-modules)
- Verbindingen met hoge dichtheid met MPO-12/24-kabels (40G, 100G in rack)
Het geval van bedrijfscampussen
Voor een campus met gebouwen die minder dan 300 m uit elkaar liggen, kan OM4 volstaan op 10G. Boven 300 m of voor verbindingen op 25/100 Gbit/s over duplexkabel schakelt u over op singlemode glasvezel OS2 + SFP LR-modules. Het verschil in modulekosten (SM vs MM) wordt vanaf de allereerste vervanging van actieve apparatuur gecompenseerd als de afstanden de multimodelimieten overschrijden.
1Kunnen singlemode en multimode glasvezel op dezelfde verbinding worden gemengd?
Nee. Singlemode (9 µm) en multimode (50/62,5 µm) vezels hebben incompatibele kerndiameters. Een singlemode kabel aansluiten op een multimode module — of omgekeerd — genereert insertieverliezen van 10 tot 20 dB, waardoor de verbinding doorgaans onbruikbaar wordt. Elke verbinding moet homogeen zijn: hetzelfde type vezel van module A tot module B, met connectoren met dezelfde polijsting (UPC of APC).
2Is singlemode glasvezel altijd beter dan multimode?
Nee — het is een kwestie van afstemming tussen gebruik/afstand/budget. Singlemode glasvezel blinkt uit over lange afstanden (kilometers tot duizenden km) en bij hoge snelheden. Maar voor korte datacenterverbindingen (< 300 m) zijn multimode VCSEL-modules aanzienlijk goedkoper dan gelijkwaardige singlemode lasermodules. Bij 10 Gbit/s over 50 m kost een SFP+ SR-module (OM3) 2 tot 3× minder dan een SFP+ LR (OS2).
3Hoe herkent u met het blote oog een singlemode of multimode glasvezel?
Aan de mantelkleur: geel = singlemode OS2; aqua/lichtblauw = multimode OM3; violet/magenta = multimode OM4; oranje = multimode OM1/OM2 (verouderd); limoengroen = OM5. De kleur van de connector helpt ook: SC/APC groen = altijd singlemode met hoekpolijsting. Bij twijfel maakt een dempingsmeting bij 850 nm en vervolgens bij 1310 nm onderscheid mogelijk: een multimode vezel vertoont een normale demping bij 850 nm, maar een buitensporige bij 1310 nm wanneer ze met een singlemode bron wordt geïnjecteerd.
4Welke vezel moet worden gebruikt voor een FTTH-installatie thuis?
Steevast singlemode glasvezel OS2 met een SC/APC-connector (groene afschuining op 8°). Het is de standaard van alle residentiële PTO's in Frankrijk (Orange, SFR, Bouygues, Free). De patchkabel tussen de PTO en uw box moet van het type SC/APC–SC/APC OS2 simplex zijn. Een multimode vezel zou niet werken met de GPON OLT van de operator, die singlemode lasers van 1490/1310 nm gebruikt.
5Wat is de minimale buigstraal van een singlemode glasvezel?
Dat hangt af van de G.657-standaard: G.652D standaard: min. straal 30 mm (in bedrijf), 15 mm (installatie). G.657A1: 10 mm. G.657A2: 7,5 mm. G.657B3 (transparante, decoratieve kabels): 5 mm. Multimode glasvezel OM3/OM4 verdraagt buigstralen vergelijkbaar met G.657A1, dus ongeveer 10 mm. Onder de minimale straal nemen de buigverliezen exponentieel toe en kan de verbinding niet-conform worden.
6Kan een OM4-kabel worden gebruikt om een bestaande OM3 te vervangen?
Ja, OM4 is achterwaarts compatibel met OM3. Beide gebruiken een kern van 50 µm, een mantel van 125 µm en dezelfde connectoren LC/UPC of SC/UPC. Een SFP+ SR-module ontworpen voor OM3 zal werken op een OM4-kabel — met betere ruismarges. Het omgekeerde (OM3 op een verbinding gedimensioneerd voor OM4) is mogelijk op voorwaarde dat u binnen de afstandslimieten van OM3 blijft.
7Welke golflengte gebruikt een singlemode SFP-module?
Singlemode SFP-modules gebruiken voornamelijk 1310 nm (transmissie over korte tot middellange afstand, tot 40 km) en 1550 nm (lange afstand, tot 120 km, of DWDM/CWDM-systemen). BiDi-modules (bidirectioneel over één enkele vezel) gebruiken twee verschillende golflengten: bijvoorbeeld TX 1310 nm / RX 1550 nm in de ene richting, TX 1550 nm / RX 1310 nm in de andere. GPON OLT-modules gebruiken TX 1490 nm / RX 1310 nm.
8Welke levertijden gelden voor de glasvezelkabels en -modules van Elfcam?
De singlemode OS2 patchkabels, de multimode OM3/OM4-kabels en de SFP/SFP+-modules van Elfcam zijn op voorraad in Frankrijk met levering binnen 24 werkuren. Bestellingen die vóór 14.00 uur worden geplaatst, worden doorgaans dezelfde dag geleverd. Voor gestructureerde bekabelingsprojecten met grote hoeveelheden zijn offertes op maat beschikbaar met gegarandeerde levertijden.
